상온 양자컴 가능할까…질량 '무한대' 전자 품은 '카고민' 첫 구현 작성일 10-21 47 목록 <div id="layerTranslateNotice" style="display:none;"></div> <strong class="summary_view" data-translation="true">서울대</strong> <div class="article_view" data-translation-body="true" data-tiara-layer="article_body" data-tiara-action-name="본문이미지확대_클릭"> <section dmcf-sid="2pqPgNpXLv"> <figure class="figure_frm origin_fig" contents-hash="84e73b3541b84f8ab26c30034dda46956aeee6f3f228af7a387a3277fe2f25e0" dmcf-pid="VUBQajUZMS" dmcf-ptype="figure"> <p class="link_figure"><img alt="서울대 연구팀이 구현한 2차원 신물질 '카고민'의 모식도. 서울대 제공" class="thumb_g_article" data-org-src="https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021134128583fhku.png" data-org-width="680" dmcf-mid="9rUfiLtWdT" dmcf-mtype="image" height="auto" src="https://img2.daumcdn.net/thumb/R658x0.q70/?fname=https://t1.daumcdn.net/news/202610/21/dongascience/20261021134128583fhku.png" width="658"></p> <figcaption class="txt_caption default_figure"> 서울대 연구팀이 구현한 2차원 신물질 '카고민'의 모식도. 서울대 제공 </figcaption> </figure> <p contents-hash="23084866f3bf7aa7850a9ea7375251d716272cec1027e301e81ca69e0e39d835" dmcf-pid="fubxNAu5Ll" dmcf-ptype="general">국내 연구팀이 유효질량이 무한대인 전자가 포함된 2차원 신물질 '카고민'을 세계 최초로 구현했다. 카고민은 영상의 온도에서도 특수한 양자 현상이 나타날 가능성이 있는 물질로 향후 상온 양자컴퓨터 개발에 활용될 것으로 기대된다. </p> <p contents-hash="fa1bb4c892c157c3741e819c8b694d4c55f8f13d244d80f7fa45cae737b64bf0" dmcf-pid="47KMjc71Mh" dmcf-ptype="general">서울대는 강민구 물리천문학부 교수팀이 질량이 무한대인 전자의 특성을 가진 새로운 2차원 물질 카고민을 세계 최초로 구현하는 데 성공했다고 21일 밝혔다. 연구결과는 15일 국제학술지 '네이처 피직스'에 게재됐다.</p> <p contents-hash="085ed3fc74249fca84bf25833b819923b5997d42f3800fb070e5ec0b3e22d04d" dmcf-pid="8z9RAkztiC" dmcf-ptype="general">카고민은 원자가 '카고메'라는 격자 패턴으로 연결된 2차원 물질이다. 카고메 패턴은 정삼각형과 정육각형이 서로 맞물려 반복되는 구조다. 유사한 물질로는 탄소가 육각형의 벌집 모양으로 연결돼 평면을 이루는 '그래핀'이 있다. </p> <p contents-hash="1e42a8568f43486440d1754a513ede20a08ceb34616ec29f2694f992c7972d0c" dmcf-pid="6q2ecEqFRI" dmcf-ptype="general">1980년부터 카고민에 유효질량이 무한대인 전자가 있을 것이란 예측이 나왔지만 카고민을 실험적으로 구현한 적은 없었다. </p> <p contents-hash="4282cfd9eca2068a0884c5a2c2de2a75d5fa43fa88ac0dc1cb30ca886ea33c97" dmcf-pid="PBVdkDB3RO" dmcf-ptype="general">유효질량이란 전자가 결정 속에서 얼마나 자유롭게 움직이는지를 나타내는 겉보기 질량이다. 유효질량이 무한대에 가까운 전자는 결정 속에서 거의 움직이지 않고 가만히 있는다. </p> <p contents-hash="88277f01f7a04c33c6197c094ac28ae0feb9e610ff1c7a0b1841d8e74d4a3941" dmcf-pid="QbfJEwb0Js" dmcf-ptype="general">유효질량이 무한대인 전자는 주변 온도가 높아져도 안정적인 상태를 유지해 기존보다 높은 온도에서도 특수한 양자현상을 구현할 수 있을 것으로 예측됐다. </p> <p contents-hash="fc15ee418c4e3b88e48e232812310788164adc40a0700772876c6373eb815ccc" dmcf-pid="xK4iDrKpim" dmcf-ptype="general">연구팀은 알칼리 금속과 전이금속, 칼코겐 원소로 카고민을 구현했다. 미국과 영국의 방사광 가속기 시설에서 카고민 속 전자 구조를 분석한 결과 유효질량이 무한대인 전자를 직접적으로 관찰할 수 있었다.</p> <p contents-hash="b163cd02ae0bd63015452dd1bbc418fa6d622eedeb282a68e294729804da9fa3" dmcf-pid="ymhZqbmjdr" dmcf-ptype="general">카고민과 같은 2차원 물질에서는 '애니온'이라는 특수한 준입자가 나타날 수 있다. 애니온은 양자컴퓨터의 한 유형인 '위상 양자컴퓨터'를 구현할 유망 후보로 꼽힌다. </p> <p contents-hash="50b7740af3d873684d00a375b206ca5078f1a5043bd3afd3175cf9c611abf856" dmcf-pid="WUBQajUZMw" dmcf-ptype="general">애니온은 유효질량이 무한대인 전자의 밀도가 높을수록 높은 온도에서도 양자 상태를 안정적으로 유지한다. </p> <p contents-hash="5a9ad43fea413018817e0530be26bb567fc8311a6b5c1603f56cefdd54d356eb" dmcf-pid="YubxNAu5dD" dmcf-ptype="general">카고민은 2차원 물질을 비틀어 겹쳐 유효질량이 무한대인 전자를 만들었던 기존 물질보다 전자 밀도가 220배 이상 높았다.</p> <p contents-hash="6245baa26df1131ec53879e5dfb4620540c4e3eb0aeaa8bc56ff9c151393f386" dmcf-pid="G7KMjc71iE" dmcf-ptype="general">연구팀은 카고민을 이용하면 그간 2.5캘빈(−270.65℃)이하의 극저온에서만 구현됐던 애니온을 280캘빈(6.85℃)에서도 구현할 수 있을 것이라고 전망했다. </p> <p contents-hash="05afc95bf3eec707c4e08abc71c2365534899f3f279a92e29752e354c2013274" dmcf-pid="Hz9RAkztLk" dmcf-ptype="general">강 교수는 “카고민이 가진 가능성은 무궁무진하다”며 “향후 카고민을 기반으로 차세대 양자소자를 제작하고 핵심 양자현상과 양자기술을 상온에서 구현하는 연구를 개척할 계획”이라고 밝혔다. </p> <p contents-hash="9580e4e300e76f32fdbf67b004414e5338afb35ad479c18e9f7ff92fbaddcd0f" dmcf-pid="Xq2ecEqFec" dmcf-ptype="general"><참고자료><br> doi: 10.1038/s41567-026-03492-0<br> </p> <p contents-hash="9feae9085598574f9b731a2f35d9a28953f11b995f8928e349aff92197bb9802" dmcf-pid="ZBVdkDB3nA" dmcf-ptype="general">[김소연 기자 lecia@donga.com]</p> </section> </div> <p class="" data-translation="true">Copyright © 동아사이언스. 무단전재 및 재배포 금지.</p> 관련자료 이전 [CIO·CISO 세미나] 지용구 더존비즈온 대표 “AI 네이티브 기업, 일하는 방식 바꿔야” 10-21 다음 아웃시스템즈 "AI 에이전트 운영 자신감 높지만 충돌 대응 준비 부족" 10-21 댓글 0 등록된 댓글이 없습니다. 로그인한 회원만 댓글 등록이 가능합니다.
